(57)【要約】  傾斜あるいはカーブしたストライプ構造を持つ半導体利得媒質（１）と、半導体利得媒質（１）との間に共振器を構成するボリューム・ブラッグ・グレーティング素子（３）と、共振器からの基本波（Ａ）の高調波（Ｈ）を出力する波長変換素子（５）とを具備する。好ましくは、半導体利得媒質（１）が周波数的にインコヒーレントかつ広帯域化した半導体利得媒質であり、波長変換素子（５）が周期分極型非線形波長変換素子であり、ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子（３）および周期分極型非線形波長変換素子（５）がチャープ構造のグレーティング周期を持つ。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路がその少なくとも光出射側端面での反射により共振器を形成しないような角度を持つように傾斜あるいはカーブしたストライプ構造を持つ半導体利得媒質と、前記半導体利得媒質との間に共振器を構成するボリューム・ブラッグ・グレーティング素子と、前記共振器からの基本波の高調波を出力する波長変換素子とを具備したことを特徴とする波長変換光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の波長変換光源装置において、前記半導体利得媒質が周波数的にインコヒーレントかつ広帯域化した半導体利得媒質であり、前記波長変換素子が周期分極型非線形波長変換素子であり、前記ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子および前記周期分極型非線形波長変換素子がチャープ構造のグレーティング周期を持つことを特徴とする波長変換光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換光源装置に関し、さらに詳しくは、安定な高速変調が可能な波長変換光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スーパー・ルミネッセント・ダイオードとブリュースター板とバンドパスフィルターと波長変換導波路とを具備した波長変換レーザ装置が知られている（例えば、特許文献１の図２参照。）。また、スーパー・ルミネッセント・ダイオードとバンドパスフィルターと波長変換導波路とを具備した波長変換レーザ装置が知られている（例えば、特許文献１の図３参照。）。さらに、スーパー・ルミネッセント・ダイオードと波長変換導波路と回折格子とを具備した波長変換レーザ装置が知られている（例えば、特許文献１の図４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８６３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の波長変換レーザ装置では、部品点数が多かったり、温度特性が異なる部品を一体化しているため、温度制御しにくく、安定な高速変調が難しい問題点がある。
そこで、本発明の目的は、安定な高速変調が容易に可能な波長変換光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、光導波路がその少なくとも光出射側端面での反射により共振器を形成しないような角度を持つように傾斜あるいはカーブしたストライプ構造を持つ半導体利得媒質（１）と、前記半導体利得媒質（１）との間に共振器を構成するボリューム・ブラッグ・グレーティング素子（３）と、前記共振器からの基本波の高調波を出力する波長変換素子（５）とを具備したことを特徴とする波長変換光源装置（１００，２００）を提供する。【０００６】
上記構成において、ボリューム・ブラッグ・グレーティング（ＶＢＧ：Ｖｏｌｕｍｅ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）素子とは、ファイバーのような光導波路構造ではないガラスブロック内にグレーティングを切った構造であり、グレーティングはガラスブロック端面に対し傾斜して作成されており、端面には基本波光に対して無反射コーティングを施し、波長変換光に対して反射コーティングを施している。【０００７】
通常のファブリ・ペロ共振器（半導体利得媒質の端面での反射を利用した共振器）では、共振器長で決まるモード間隔を持った周波数で発振する。このため、温度等の変化による要因で、発振モードがある周波数へ移るモードホップが起こり、波長選択素子を用いても非線形波長変換素子の波長許容幅から外れる問題がある。また、外部ミラーと半導体レーザーによる干渉により光ノイズが発生し、低ノイズの波長変換光が得られにくい問題がある。
これに対して、上記第１の観点による波長変換光源装置（１００，２００）では、光導波路がその少なくとも光出射側端面での反射によりファブリ・ペロ共振器を形成しないような角度を持つように傾斜あるいはカーブしたストライプ構造を持つ半導体利得媒質を採用しているので、上記のような問題を解消できる。
また、ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子を用いるため、製造しやすくなる。また、部品点数が少なくて済み、各部品が別体であるため、温度制御しやすくなる。
よって、安定かつ低ノイズな高速変調が容易に可能となる。また、小型化も容易になる。【０００８】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による波長変換光源装置において、前記半導体利得媒質（１）が周波数的にインコヒーレントかつ広帯域化した半導体利得媒質であり、前記波長変換素子（５）が周期分極型非線形波長変換素子であり、前記ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子（３）および前記周期分極型非線形波長変換素子（５）がチャープ構造のグレーティング周期を持つことを特徴とする波長変換光源装置（２００）を提供する。
上記第２の観点による波長変換光源装置（２００）では、半導体利得媒質（１）から広帯域化した基本波を出力すると共に、ボリューム・ブラッググレーティング素子（３）および周期分極型非線形波長変換素子（５）のグレーティング周期をチャープ構造にして選択波長を可変化するため、広帯域の波長可変性を実現できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の波長変換光源装置によれば、安定かつ低ノイズな高速変調が容易に可能となる。また、小型化も容易になる。さらに、広帯域の波長可変性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る波長変換光源装置を示す構成説明図である。
【図２】実施例１に係る波長変換光源装置における電流−発振波長依存性を示す特性図である。
【図３】実施例１に係る波長変換光源装置における波長変換光の出力の経時変化を示す特性図である。
【図４】実施例１に係る波長変換光源装置における波長変換光の出力の経時変化を示す特性図である。
【図５】実施例２に係る波長変換光源装置を示す構成説明図である。
【図６】実施例２に係る波長変換光源装置における基本波の波長可変性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１２】
−実施例１−
図１は、実施例１に係る波長変換光源装置１００を示す構成説明図である。
この波長変換光源装置１００は、光導波路がその少なくとも光出射側端面での反射により共振器を形成しないような角度を持つように傾斜あるいはカーブした導波路構造を持ち周波数的にインコヒーレントかつ広帯域化した半導体利得媒質１と、モード・マッチング・レンズ２と、半導体利得媒質１との間に共振器を構成するボリューム・ブラッグ・グレーティング素子３と、モード・マッチング・レンズ４と、共振器からの基本波Ａの高調波Ｈを出力する波長変換素子５と、ペルチェ素子と温度センサとを有し半導体利得媒質１の温調を行うための温調ユニット１１と、波長変換素子５の温調を行うための温調ユニット１２と、温調ユニット１１により半導体利得媒質１の温度を制御する半導体利得媒質温度制御回路１３と、温調ユニット１２により波長変換素子５の温度を制御する波長変換素子温度制御回路１４と、半導体利得媒質１を駆動するための注入電流Ｉを出力する半導体利得媒質駆動回路１５と、半導体利得媒質駆動回路１５を制御すると共に各温度制御回路１１，１２を制御する制御回路１６とを具備してなる。【００１３】
半導体利得媒質１は、例えばスーパー・ルミネッセント・ダイオードである。【００１４】
ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子３は、その端面からの不要な戻り光を低減するため、光軸に対し傾斜させて配置してある。【００１５】
波長変換素子５は、一般に入手可能なＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3を用いた周期分極反転型波長変換導波路である。このような周期分極反転型波長変換導波路５はＴＭ偏光であるが、半導体利得媒質１はＴＥ偏光を持つ。このため、半導体利得媒質１と周期分極反転型波長変換導波路５の偏光が一致するように両者を配置する。それと共にモード・マッチング・レンズ４により結合効率を高めることで、部品点数を減らし小型化を図っている。
波長変換素子５の端面には、不要な戻り光を低減するために、ウエッジが施されている。
なお、波長変換素子５として、例えばＬＢＯ結晶，ＫＴＰ結晶や導波路構造をもたないバルク型周期分極反転素子を用いてもよい。【００１６】
図２は、半導体利得媒質１への注入電流Ｉを変化させたときの基本波Ａの波長変動と周期分極反転型波長変換導波路５の波長許容幅をプロットしたものである。
注入電流Ｉを変化させても、基本波Ａの波長は、周期分極反転型波長変換導波路５の波長許容幅内に入っている。【００１７】
図３は、半導体利得媒質１へ一定の注入電流Ｉを与えたときの高調波Ｈの時間変化を示している。
図４は、半導体利得媒質１へ矩形波の注入電流Ｉを与えたときの高調波Ｈの時間変化を示している。
ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子３は、温度変化に対する選択波長の変化が小さく、半導体利得媒質１との共振器構成により、通常の半導体レーザーよりも発振波長のモード間隔が狭められ、注入電流Ｉに対する屈折率変化等による変動に対しても波長狭幅外への波長の飛びが抑えられ、安定に制御されている。
この結果、安定な出力（注入電流Ｉに忠実な出力）が得られており、基本波Ａの高速変調が可能となる。【００１８】
実施例１の波長変換光源装置１００によれば次の効果が得られる。
（１）安定に高速変調可能な波長変換光が得られる。
（２）部品点数や部品間の空間が最少限であり、小型化しやすくなる。
（３）ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子３を用いるため、製造しやすくなる。
（４）ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子３と波長変換素子５とが別体であるため、温度制御しやすくなる。【００１９】
−実施例２−
図５は、実施例２に係る波長変換光源装置２００を示す構成説明図である。
この波長変換光源装置２００は、実施例１の波長変換光源装置１００と基本的に同じであるが、半導体利得媒質１が周波数的にインコヒーレントかつ広帯域化した半導体利得媒質であり、ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子３および周期分極型非線形波長変換素子５がチャープ構造のグレーティング周期を持つ点に特徴がある。【００２０】
図６は、基本波の波長可変性を示す特性図である。
半導体利得媒質１は、１００ｎｍ程度以上の広い波長域に渡って波長飛びを抑制しながら発振させることが出来る。【００２１】
実施例２の波長変換光源装置２００によれば、光軸の変化を伴うことなく、波長可変性を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の波長変換光源装置は、分析・計測分野、医療、光情報処理、レーザーディスプレイ等で利用することが出来る。
【符号の説明】
【００２３】
１                      半導体利得媒質
２，４                  モード・マッチング・レンズ
３                      ボリューム・ブラッグ・グレーティング素子
５                      波長変換素子
１００，２００          波長変換光源装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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